專利名稱：一種反向準入控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)移動通信系統(tǒng)，尤其是指一種寬帶碼分多址無線移動通信系統(tǒng)中的反向準入控制的方法。
網(wǎng)絡(luò)移動通信系統(tǒng)在全球正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，它的通信制式也是多樣化的，比較典型的有時分通信(TDMA)和碼分通信(CDMA)，因為CDMA系統(tǒng)是一種寬帶碼分多址通信系統(tǒng)，它作為當前第三代移動通信系統(tǒng)的三大空中接口標準之一，技術(shù)先進、影響面廣，有著極其光明的前途。WCDMA是一種CDMA制式的通信系統(tǒng)，CDMA通信系統(tǒng)和其他的通信系統(tǒng)有著明顯的不同，它是一個自干擾系統(tǒng)。系統(tǒng)的負載是由當前系統(tǒng)的干擾大小所決定的，系統(tǒng)的干擾是由系統(tǒng)中用戶的發(fā)射功率所引起的。當系統(tǒng)中的用戶超過一定數(shù)目后，會引起系統(tǒng)各個用戶功率明顯攀升的現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)負載在短時間內(nèi)大幅度上升，使得系統(tǒng)崩潰。因此，需要對系統(tǒng)的負載進行控制。
現(xiàn)有的反向準入控制技術(shù)中，由于反向負載預(yù)測比較復(fù)雜，常不對反向負載做預(yù)測，僅僅是根據(jù)當前系統(tǒng)的反向負載值和請求準入的業(yè)務(wù)特征判斷是否準入新請求業(yè)務(wù)。這種方法比較簡單、很多CDMA系統(tǒng)中采用的都是這種方法。它的缺點也是很明顯的，主要有1、僅僅是通過當前測量的反向負載值和當前新請求業(yè)務(wù)特征做簡單的估計，不是通過一定的預(yù)測算法計算準入后的系統(tǒng)反向負載，必然會導(dǎo)致估計的誤差太大。
2、為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反向負載嚴格要求不允許超過一定的門限值，由于估計的誤差太大，對準入控制的反向負載門限的設(shè)定就要求比較高。一般來說，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，對該門限值空出的余量也就比較多，這樣導(dǎo)致犧牲了系統(tǒng)容量。
另外一種常用的準入控制方法，進行反向預(yù)測時需要知道大量的當前小區(qū)內(nèi)的信息，這些信息包括當前系統(tǒng)的反向負載值、小區(qū)內(nèi)所有連接用戶的速率、業(yè)務(wù)要求、語音激活等等。這種準入預(yù)測方法的缺陷有1、需要提供的信息太多，在WCDMA系統(tǒng)中甚至無法給出所要求的確切信息。
2、預(yù)測方法復(fù)雜，在預(yù)測方面花費的時間太多，占用資源太多。
3、在預(yù)測方法中，常常需要將小區(qū)內(nèi)所有業(yè)務(wù)信息進行累加處理。由于實際系統(tǒng)的復(fù)雜性，得到的信息會有誤差，多個連接的業(yè)務(wù)信息累加后會導(dǎo)致誤差的累加，這樣造成最后所得到的預(yù)測值常常不準確。
本發(fā)明的目的是采用反向負載預(yù)測，根據(jù)其預(yù)測值判斷新業(yè)務(wù)的準入，解決已有技術(shù)中負載預(yù)測的精確度不夠準確、且占用系統(tǒng)容量的缺點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是寬帶碼分多址無線移動通信系統(tǒng)對新業(yè)務(wù)準入采用反向負載進行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測值決定新業(yè)務(wù)準入。根據(jù)熱噪聲功率值，當前反向總接收功率值，新業(yè)務(wù)所要求的載波干擾比參數(shù)值，運用給出的預(yù)測公式計算，準入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB。
為了更詳細的對本發(fā)明原理進行說明，下面結(jié)合附圖進行說明如下
圖1為本發(fā)明反向準入控制方法流程圖；圖2為本發(fā)明反向準入讀取小區(qū)反向負載流程圖；圖3為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信圖；圖4為本發(fā)明仿值小區(qū)模型圖；圖5為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置20個語音用戶時的仿真曲線圖；圖6為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置30個語音用戶時的仿真曲線圖；圖7為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置40個語音用戶時的仿真曲線圖；圖8為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置50個語音用戶時的仿真曲線圖；圖9為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置60個語音用戶時的仿真曲線圖。
請參閱圖1、圖2，圖1為本發(fā)明反向準入控制方法流程圖，可以看出，當接到反向準入控制請求時，系統(tǒng)調(diào)用反向負載預(yù)測計算公式程序。該反向負載預(yù)測公式是這樣推導(dǎo)出的當小區(qū)內(nèi)有n個用戶時應(yīng)滿足RTWP(n)=Σi=1nPi+C------(1)]]>其中RTWP為當前小區(qū)中接受的總共帶寬內(nèi)的負載功率值，對反向負載的預(yù)測實際上也就是對該值大小的預(yù)測；為基站接收到的第i個用戶的功率；C為背景噪聲加周圍小區(qū)干擾。
當?shù)趎個用戶接入之前RTWP(n-1)=Σi-1n-1Pi+C------(2)]]>其中RTWP(n-1)為n-1個用戶時小區(qū)測得的反向負載值；Pi為n-1個用戶時小區(qū)收到的來自第i(i＝1，...，n-1)個用戶的功率；C為多小區(qū)干擾加熱噪聲。
又可知PiRTWP(n-1)-Pi=CIRi------(3)]]>其中CIRi為該用戶所需的碼片能量干擾比。由(3)可推知Pi=CIRi·RTWP(n-1)1+CIRl------(4)]]>代入(2)式得 當?shù)趎個用戶接入之后，RTWP(n)=Σi=1nPi′+C---(6)]]>其中RTWP(n)為n個用戶時小區(qū)接收的上行負載值；Pi′為n個用戶時小區(qū)接收到的來自第i(i＝1，...，n-1)個用戶的功率；C為多小區(qū)干擾加熱噪聲。
同理，可以推出RTWP(n)=C1-Σi=1nCIRi1+CIRi------(7)]]>聯(lián)立(5)、(7)，通過第n個用戶接入前后NodeB處測得的RTWP(n-1)、RTWP(n)及第n個用戶對應(yīng)的CIRn值，可求得C值。C=CIRn1+CIRn1RTWP(n-1)-1RTWP(n)------(8)]]>在第n+1個用戶請求接入時，根據(jù)RTWP的一般表示式，并根據(jù)公式(8)求出的C值可以預(yù)測接入后的RTWP值為RTWP(n+1)=CCRTWP(n)-CIRn+11+CIRn+1------(9)]]>由以上分析可知C值是通過公式(8)計算得出的，由于計算的誤差等問題，會導(dǎo)致C值計算不準確。
我們知道，C值是周圍小區(qū)干擾加熱噪聲功率之和，其值在接收RTWP值與熱噪聲值之間。
在兩種極端情況下1、周圍每小區(qū)用戶數(shù)為0，中心小區(qū)接收到其它小區(qū)的干擾為0，此時，C值就是熱噪聲的值。
2、中心小區(qū)用戶數(shù)為0，中心小區(qū)的RTWP值就為C值。
我們?nèi)嵩肼? 為C值來預(yù)測RTWP(n+1)值，這樣可以保證預(yù)測得到的RTWP(n+1)為最上限值。預(yù)測公式修正為RTWP(n+1)==N0·WN0·WRTWP(n)-CIRn+11+CIRn+1------(10)]]>其中N0W為熱噪聲的功率，可以在小區(qū)建立或小區(qū)非?？臻e時(周圍小區(qū)用戶和中心小區(qū)用戶數(shù)為0的情況)，通過測量該小區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的反向總接收功率值得出；RTWP(n)為當前第n+1個用戶還沒準入時的總反向接收功率值；CIRn+1為當前請求準入的n+1個用戶要求的碼片能量干擾比。
準入算法的第二部分是準入控制判斷，原則如下將公式(10)預(yù)測出來的反向總功率值和準入允許的門限相比較，如該值大于允許的門限，則準入該業(yè)務(wù)。如預(yù)測值小于準入門限，則拒絕該業(yè)務(wù)準入(請參閱圖2)。
首先我們要對反向準入控制提出請求，進入負載預(yù)測方法，當預(yù)測的反向負載是否超過準入控制門限值進行值判斷；如允許進入，則讀取熱噪聲功率值，然后讀取當前小區(qū)反向負載，并讀取新請求業(yè)務(wù)特征值。根據(jù)負載預(yù)測公式及上述值計算新業(yè)務(wù)準入后反向負載值，然后返回負載預(yù)測值。根據(jù)該理論我們設(shè)定一個仿真環(huán)境，如圖5所示。
小區(qū)模型為基站間距為1公里的六邊型宏小區(qū)模型，共設(shè)置3層，19個小區(qū)。小區(qū)模型見附圖4。最中間的1個小區(qū)稱為中心小區(qū)，其它18個小區(qū)稱為周圍小區(qū)，所有的仿真結(jié)果以中心小區(qū)的結(jié)果為準。天線位于小區(qū)的中心，天線模型為增益為10dBi的全向天線模型。不考慮軟切換狀態(tài)，用戶完全根據(jù)路徑損耗選擇小區(qū)。
仿真參數(shù)設(shè)置WCDMA碼片速率為3.84M。在仿真中采用的是語音用戶速率為8kbps。用戶的Eb/I0目標值設(shè)置為6.8dB。熱噪聲功率設(shè)置為-103.13dBm。
根據(jù)CDMA理論，當接收的反向干擾值不超過熱噪聲功率的6～10dB的情況下，可以認為系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。在驗證預(yù)測算法仿真時，僅仿真系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的情況下的預(yù)測算法準確性，即接收到的總干擾不超過熱噪聲10dB的情況下對預(yù)測算法進行驗證。在仿真下述設(shè)置情況，測出的結(jié)果如圖5所示。
周圍小區(qū)設(shè)置20個語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖5。
周圍小區(qū)設(shè)置30個語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖6。
周圍小區(qū)設(shè)置40個語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖7。
周圍小區(qū)設(shè)置50個語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖8。
周圍小區(qū)設(shè)置60個語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖9。
各圖中的橫坐標單位為中心小區(qū)準入的用戶數(shù)目，縱坐標單位為dBm。圖中的最下面一條綠色的曲線為中心小區(qū)接收到的熱噪聲N0功率值；中間的紅線為用預(yù)測公式預(yù)測得到的中心小區(qū)接收的RTWP值；上面蘭線為在仿真中得到實際中心小區(qū)接收到的RTWP值。將紅線和蘭線相比較，可以看出，對于語音用戶來說，預(yù)測得到的值和實際仿真的值差別很小，預(yù)測公式可以很好的預(yù)測新業(yè)務(wù)接入后的反向負載情況。即中心小區(qū)接收RTWP值情況。
綜上所述，本發(fā)明的負載預(yù)測方法，要求提供少的參數(shù)，其僅是熱噪聲功率，當前反向負載值，請求準入新業(yè)務(wù)特征。由此達到了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種反向準入控制方法，其特征在于寬帶碼分多址無線移動通信系統(tǒng)對新業(yè)務(wù)準入采用反向負載的預(yù)測和根據(jù)預(yù)測值決定新業(yè)務(wù)準入，根據(jù)給出的預(yù)測公式，將所需熱噪聲功率，當前反向總接收功率，新業(yè)務(wù)所要求的載波干擾比參數(shù)放入預(yù)測公式計算，而準入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB。
2.如權(quán)利要求1所述的反向準入控制方法，其特征在于熱噪聲功率是指讀取小區(qū)中完全由熱噪聲帶來的反向功率值。
3.如權(quán)利要求1所述的反向準入控制方法，其特征在于當前反向總接收功率是指測量小區(qū)的當前反向總接收功率。
4.如權(quán)利要求2所述的熱噪聲功率，其特征在于將熱噪聲功率值可認定為恒定值，在小區(qū)用戶為零時，測量小區(qū)內(nèi)系統(tǒng)反向總接受功率值，將其放入一個存儲區(qū)，做為熱噪聲功率，該值在準入控制預(yù)測時，從存儲區(qū)內(nèi)取出，做為熱噪聲功率。
5.如權(quán)利要求1所述的反向準入控制方法，其特征在于準入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB，是指預(yù)測后的反向負載跟其比較。
全文摘要
WCDMA系統(tǒng)是一個自干擾的系統(tǒng)，它的容量是由當前小區(qū)接收到的干擾所限制的。在系統(tǒng)反向準入控制方法中，第一步是預(yù)測系統(tǒng)準入一個用戶后的干擾增加的情況，根據(jù)增加的干擾是否超過系統(tǒng)允許的門限值，決定是否允許用戶的準入。在本發(fā)明中，結(jié)合WCDMA系統(tǒng)的特點，提出一種反向準入控制的方法。該準入控制方法分兩部分，第一部分是對小速率用戶(主要指語音)簡單、實用的預(yù)測方法，并通過仿真結(jié)果表明，該方法在一定范圍內(nèi)對系統(tǒng)反向干擾的預(yù)測非常準確；第二部分為準入判定方法。
文檔編號H04W24/08GK1394015SQ0112252
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月27日
發(fā)明者張巖強, 覃燕敏 申請人:華為技術(shù)有限公司